Ученые выяснили, что помогает зайцам спасаться от хищников

Сотрудники биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН выяснили роль подключичной мышцы зайцев в резких поворотах. Исследование опубликовано в журнале Mammalian Biology.

Давно было известно, что у зайцев подключичная мышца, одна из мышц плечевого пояса, уникально устроена: она сместилась и «вылезла» из-под ключицы. К тому же эта мышца развита у зайцев так, как не развита ни у какого другого представителя млекопитающих. При этом было неясно, какие функции выполняет подключичная мышца у зайцев и когда именно она работает, потому что проследить за тем, что происходит в организме животного во время движения, очень сложно.

Ученые предположили, что подключичная мышца связана с маневровыми свойствами зайцев, и провели полевое исследование. В Волгоградской области была организована классическая охота с борзыми собаками, и в течение трех недель движения зайцев, за которыми охотились собаки, регистрировали на видео. Штатив было невозможно использовать, потому что зайцы всегда появлялись в неожиданном месте, и времени перестраивать аппаратуру не было бы. Поэтому биологи снимали «с рук», на легкие камеры. Затем, на основании собственных съемок высокого разрешения, сделанных с очень короткой выдержкой, провели покадровый анализ движений разных частей тела животного во время маневра и добавили к этому данные, которые удалось извлечь из других видеосъемок — был взят доступный в Интернете материал, показывающий маневры зайцев.

В ходе исследования ученые уделили особое внимание ушам. Заяц не удерживает уши при беге стоймя, поэтому они свободно болтаются и «не успевают» за своим хозяином, показывая предшествующее направление движения тела. «Когда заяц начинает уходить вбок, уши продолжают лететь по прямой, и поэтому можно определить направление его толчка. То есть по движению ушей можно понять, в какую сторону заяц прикладывает усилия к земле», — комментирует исследование Александр Кузнецов, один из авторов статьи, доктор биологических наук, доцент лаборатории эволюционной морфологии имени А.Н. Северцова кафедры зоологии позвоночных биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

В результате анализа движения ушей и других частей тела ученые убедились в правильности своего предположения, что подключичная мышца служит зайцам для резких поворотов. Маневренность помогает зайцу оторваться от хищников, хотя у тех более высокая скорость и развитая мускулатура. Заяц тоже очень быстро бегает (он может развивать на прямом отрезке скорость до 20 м/с), но главное его преимущество в другом. «Хитрость в том, что заяц может круче повернуть. И тогда преследователя, который быстрее и не знает, в какую сторону заяц метнется, "выносит" в сторону, и ему приходится по большой дуге опять к зайцу приближаться. У зайца — выигрыш в крутизне поворота и в том, что он сам решает, в какую сторону ему повернуть. Благодаря подключичной мышце он бьет передними лапами вбок и может очень резко сменить направление», — рассказывает Кузнецов. Ученый отмечает, что весь процесс погони занимает не более двух минут даже при удачном для зайца исходе, поскольку и заяц, и хищник так устают, что не могут дальше бежать.

Биолог обращает внимание на то, что за рубежом для исследования бега животных на воле их отлавливают, на время усыпляют и прикрепляют к ним различные датчики для слежения. В данном исследовании были использованы дикие зайцы, которые не проходили подготовку к эксперименту. «Важнейшим методическим результатом данной работы является то, что мы научились использовать естественные акселерометры (уши и хвост) для того, чтобы получать информацию о движении животного и взаимодействии его конечностей с субстратом. Это позволило исследовать биомеханику маневрирования на качественном уровне, не прибегая к дорогостоящим методам, не только требующим крупных финансовых вложений, но и зачастую непригодным для использования в природе», — заключает ученый.

Группа ученых из лаборатории эволюционной морфологии имени А.Н. Северцова кафедры зоологии позвоночных занимается функциональной морфологией и биомеханикой скелетно-мышечной системы самых разных позвоночных животных. Многие работы выполняются на построенном ими биомеханическом экспериментальном стационаре на Звенигородской биостанции. Это единственный на сегодняшний день в России стационар, где экспериментально изучается локомоция позвоночных животных. Основным элементом стационара является съемочная вольера, которая в зависимости от объекта и задачи исследований легко модифицируется и позволяет изучать бег, лазанье, полет и планирование небольших животных. Налаживается методика миографирования — регистрации электрических импульсов мышц синхронно с видеосъемкой, что позволяет точно выяснить, в какой фазе движения работают те или иные мускулы.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.